Lập phương trình dao động điều hòa của con lắc lò xo

VnHocTap.com giới thiệu đến các em học sinh lớp 12 bài viết Lập phương trình dao động điều hòa của con lắc lò xo, nhằm giúp các em học tốt chương trình Vật lí 12.

Nội dung bài viết Lập phương trình dao động điều hòa của con lắc lò xo: Lập phương trình dao động điều hòa của con lắc lò xo. Phương pháp giải và ví dụ minh họa. Phương pháp: Đối với dạng toán này thực chất là đi tìm các đại lượng A, 0. Đây là một dạng toán khá hay và khá bao quát các kiến thức được xuất hiện thường xuyên trong đề thi Quốc gia. Phương trình dao động có dạng: x = A cos(ot + %). Cách truyền thống: Bước 1: Tìm biên độ A cho quỹ đạo LA. Cho vận tốc cực đại Vmax và gia tốc cực đại amax thì A. Cho năng lượng con lắc W = 5k. Cho lực hồi phục cực đại F. Cho lực hồi phục cực đại Fimax và cơ năng W. Cho quãng đường đi được trong nửa chu kì là S và trong một chu kì là S thì biên độ được tính. Kéo vật ra khỏi vị trí cân bằng đoạn x, rồi buông nhẹ: A = x. Đưa vật ra khỏi VTCB đoạn x, khi buông truyền cho vật một vận tốc vì dùng lực F kéo ra khỏi VTCB đoạn x rồi buông. Tại thời điểm t, vật có vận tốc v và gia tốc a: A = 1. Đối với lò xo treo thẳng đứng còn có theo các trường hợp sau: Đưa vật về vị trí lò xo không bị biến dạng rồi buông: A = Al. Từ VTCB kéo vật xuống dưới để lò xo dãn một đoạn d rồi buông: A, từ VTCB nâng vật lên trên một đoạn d rồi buông: A = d. Từ VTCB nâng vật lên để lò xo bị nén đoạn x rồi buông.
Bước 2: Tìm tần số góc t. Đối vật dao động điều hòa khi cho số dao động N và thời gian At dao động tương ứng thì T = 0 = 2TN. Nếu đề cho gia tốc cực đại và vận tốc cực đại thì 10 = max. Đối với con lắc lò xo thì o = 5. Đối với con lắc lò xo thì đối với con lắc lò xo khi đặt trên mặt phẳng nghiêng với góc a thì tần số a góc được tính như sau 0. Bước 3: Tìm pha ban đầu p. Có 2 cách để tìm pha ban đầu. Hướng 1: Giải phương trình dao động điều hòa. Trường hợp 1: Cho mốc thời gian lúc t = 0, x = A. Trường hợp 2: Cho mốc thời gian ở một thời điểm t bất kì. Chú ý: Pha ban đầu là mốc lúc t = 0. Nếu p vượt quá giới hạn đó và trở thành ta tìm cách phân tích v.
Các trường hợp đặc biệt để suy ra pha ban đầu ý: Lúc t = 0 vật ở biên dương thì p = 0. Lúc t = 0 vật ở biên âm thì p = c. Lúc t = 0 vật qua VTCB theo chiều dương thì O = 3. Lúc t = 0 vật qua VTCB theo chiều âm thì p = 0. Hướng 2: Dùng vòng tròn lượng giác (VTLG) đa trục để tìm nhanh pha ban đầu. Cách này được xem là hữu hiệu và nhanh chóng nhất. Cách 2: Dùng máy tính cầm tay 1. Cơ sở lý thuyết: Hàm điều hòa biểu diễn x vectơ quay tại t = 0. Vậy một hàm điều hòa (tại t = 0) có thể viết dưới các dạng số phức